JP6067103B2 - Working fluid composition for refrigerator - Google Patents

Working fluid composition for refrigerator Download PDF

Info

Publication number
JP6067103B2
JP6067103B2 JP2015508309A JP2015508309A JP6067103B2 JP 6067103 B2 JP6067103 B2 JP 6067103B2 JP 2015508309 A JP2015508309 A JP 2015508309A JP 2015508309 A JP2015508309 A JP 2015508309A JP 6067103 B2 JP6067103 B2 JP 6067103B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
carbon atoms
ester
working fluid
fluid composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015508309A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2014156737A1 (en
Inventor
武 大城戸
武 大城戸
聡一郎 今野
聡一郎 今野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
JXTG Nippon Oil and Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JXTG Nippon Oil and Energy Corp filed Critical JXTG Nippon Oil and Energy Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP6067103B2 publication Critical patent/JP6067103B2/en
Publication of JPWO2014156737A1 publication Critical patent/JPWO2014156737A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C09K5/044Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
    • C09K5/045Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds containing only fluorine as halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M105/00Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
    • C10M105/08Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing oxygen
    • C10M105/32Esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M171/00Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
    • C10M171/008Lubricant compositions compatible with refrigerants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2205/00Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/10Components
    • C09K2205/12Hydrocarbons
    • C09K2205/126Unsaturated fluorinated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28Esters
    • C10M2207/283Esters of polyhydroxy compounds
    • C10M2207/2835Esters of polyhydroxy compounds used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28Esters
    • C10M2207/30Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids
    • C10M2207/301Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28Esters
    • C10M2207/30Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids
    • C10M2207/302Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids derived from the combination of monocarboxylic acids, dicarboxylic acids and dihydroxy compounds only and having no free hydroxy or carboxyl groups
    • C10M2207/3025Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids derived from the combination of monocarboxylic acids, dicarboxylic acids and dihydroxy compounds only and having no free hydroxy or carboxyl groups used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28Esters
    • C10M2207/30Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids
    • C10M2207/304Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids derived from the combination of monohydroxy compounds, dihydroxy compounds and dicarboxylic acids only and having no free hydroxy or carboxyl groups
    • C10M2207/3045Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids derived from the combination of monohydroxy compounds, dihydroxy compounds and dicarboxylic acids only and having no free hydroxy or carboxyl groups used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01Physico-chemical properties
    • C10N2020/02Viscosity; Viscosity index
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/09Characteristics associated with water
    • C10N2020/097Refrigerants
    • C10N2020/101Containing Hydrofluorocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/30Refrigerators lubricants or compressors lubricants

Description

本発明は、冷凍機用作動流体組成物に関する。なお、本発明でいう「冷凍機」には、自動車用エアコン、除湿器、冷蔵庫、冷凍冷蔵倉庫、自動販売機、ショーケース、化学プラント等における冷却装置、住宅用エアコンディショナー、パッケージエアコンディショナー、給湯用ヒートポンプなどが包含される。   The present invention relates to a working fluid composition for a refrigerator. The "refrigerator" in the present invention includes an automobile air conditioner, a dehumidifier, a refrigerator, a refrigerator / freezer warehouse, a vending machine, a showcase, a cooling device in a chemical plant, a residential air conditioner, a packaged air conditioner, a hot water supply Heat pumps and the like are included.

冷凍・空調の分野では、現在、冷蔵庫、カーエアコン、ルームエアコン、産業用冷凍機などの冷媒として、ハイドロフルオロカーボン(HFC)である1,1,1,2−テトラフルオロエタン(R134a)や、ジフルオロメタン(R32)とペンタフルオロエタン(R125)の質量比で1/1の混合冷媒であるR410Aなどが広く使用されている。しかし、これらのHFC冷媒はオゾン破壊係数(ODP)がゼロであるものの、地球温暖化係数(GWP)が1000以上と高いことから、地球環境保護をめざす、いわゆるF−ガス規制により使用が制限されてくる。   In the field of refrigeration and air conditioning, currently, 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a), which is hydrofluorocarbon (HFC), and difluoro are used as refrigerants for refrigerators, car air conditioners, room air conditioners, and industrial refrigerators. R410A, which is a mixed refrigerant whose mass ratio of methane (R32) and pentafluoroethane (R125) is 1/1, is widely used. However, although these HFC refrigerants have an ozone depletion potential (ODP) of zero, their global warming potential (GWP) is as high as 1000 or more, so their use is restricted by so-called F-gas regulations aimed at protecting the global environment. Come.

GWPの高い冷媒の代替としてはテトラフルオロプロペンが、その熱力学的特性から候補として検討されている。2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)のGWPは4と低く、有力候補として検討されている。   Tetrafluoropropene is considered as a candidate for a refrigerant having a high GWP because of its thermodynamic characteristics. The GWP of 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf) is as low as 4 and has been studied as a promising candidate.

一般的な工業用潤滑油の基油に関して、特許文献1では、トリメチロールプロパンを90質量%以上含むアルコール成分と、炭素数8〜12の一価脂肪酸及びアジピン酸を含み、かつ、カプリル酸及び/又はカプリン酸を総量で90質量%以上含む炭素数8〜12の1価脂肪酸、及びアジピン酸を総量で90質量%以上含むカルボン酸成分とを反応させて得られる合成エステルからなる潤滑油基油が提案されている。   Regarding the base oil of general industrial lubricating oil, Patent Document 1 includes an alcohol component containing 90% by mass or more of trimethylolpropane, a monovalent fatty acid having 8 to 12 carbon atoms and adipic acid, and caprylic acid and Lubricating oil group comprising a synthetic ester obtained by reacting a monovalent fatty acid having 8 to 12 carbon atoms containing 90% by mass or more of capric acid and / or a carboxylic acid component containing 90% by mass or more of adipic acid in total. Oil has been proposed.

特開2012−102235号公報JP 2012-102235 A

しかし、今後、冷凍機器のしゅう動部での負荷条件がより厳しくなる方向であることから、テトラフルオロプロペン冷媒が共存し、冷凍機油に溶解した場合において耐摩耗性に優れる作動流体が求められている。   However, since the load conditions at the sliding part of the refrigeration equipment will become more severe in the future, there is a need for a working fluid with excellent wear resistance when tetrafluoropropene refrigerant coexists and dissolves in refrigeration oil. Yes.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、冷媒が共存し冷凍機油に溶解して生じる厳しい潤滑条件でも、厚い油膜を維持でき、耐摩耗の効果が大きく、長期信頼性に優れる冷凍機用作動流体組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can maintain a thick oil film even under severe lubrication conditions that occur when refrigerant coexists and dissolves in refrigeration oil, has a large wear resistance effect, and is excellent in long-term reliability. It is an object to provide a working fluid composition for a refrigerator.

本発明者らは、特定の多価アルコール、多塩基酸、一価アルコールあるいは一価脂肪酸から合成されるコンプレックスエステルと、特定の多価アルコールと一価脂肪酸から合成されるポリオールエステルを配合したエステルを基油とする冷凍機油と、冷媒としてテトラフルオロプロペンを含有し、特定条件下における冷媒溶解粘度が高い冷凍・空調用の作動流体が、厚い油膜を形成し高い耐摩耗性を示すことを見出し、本発明を完成させるに至った。   The inventors of the present invention have prepared a complex ester synthesized from a specific polyhydric alcohol, polybasic acid, monohydric alcohol or monohydric fatty acid, and an ester containing a polyol ester synthesized from a specific polyhydric alcohol and a monohydric fatty acid. Refrigeration oils based on oil and tetrafluoropropene as a refrigerant, and a refrigerant working fluid for refrigeration and air conditioning that has a high refrigerant dissolution viscosity under specific conditions forms a thick oil film and exhibits high wear resistance. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記[1]〜[6]に記載の冷凍機用作動流体組成物を提供する。
[1](A)ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも1種の多価アルコールと、炭素数6〜12の多塩基酸と、炭素数4〜18の一価アルコール又は炭素数が4〜18の一価脂肪酸とから合成されるコンプレックスエステル、並びに、(B)ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも1種の多価アルコールと、炭素数4〜18の一価脂肪酸とから合成されるポリオールエステルを、前記(A)コンプレックスエステル/前記(B)ポリオールエステルの質量比5/95〜95/5で混合した混合エステルを基油として含有する冷凍機油と、
冷媒としてテトラフルオロプロペンと、
を含有し、
温度80℃、絶対圧力1.6MPaにおける冷媒溶解粘度が1.5mm/s以上である、冷凍機用作動流体組成物。
[2]前記(A)コンプレックスエステルを構成する前記多価アルコールがネオペンチルグリコール及び/又はトリメチロールプロパンである、[1]に記載の冷凍機用作動流体組成物。
[3]前記(A)コンプレックスエステルを構成する多塩基酸がアジピン酸及び/又はセバシン酸である、[1]又は[2]に記載の冷凍機用作動流体組成物。
[4]前記(A)コンプレックスエステルを構成する前記一価アルコールが炭素数8〜10のアルコールである、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の冷凍機用作動流体組成物。
[5]前記(B)ポリオールエステルが、ネオペンチルグリコール及び/又はペンタエリスリトールと、炭素数4〜9の一価脂肪酸とから合成されるエステルである、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の冷凍機用作動流体組成物。
[6]前記(B)ポリオールエステルが、ペンタエリスリトールと、炭素数4の一価脂肪酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸の混合酸、炭素数5の一価脂肪酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸の混合酸、又は、炭素数4の一価脂肪酸、炭素数5の一価脂肪酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸の混合酸のいずれかの混合酸とから合成されるエステルである、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の冷凍機用作動流体組成物。
That is, this invention provides the working fluid composition for refrigerators as described in following [1]-[6].
[1] (A) at least one polyhydric alcohol selected from neopentyl glycol, trimethylolpropane and pentaerythritol, a polybasic acid having 6 to 12 carbon atoms, and a monohydric alcohol or carbon having 4 to 18 carbon atoms A complex ester synthesized from a monohydric fatty acid having a number of 4 to 18, and (B) at least one polyhydric alcohol selected from neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol and dipentaerythritol, and the number of carbon atoms A mixed ester obtained by mixing a polyol ester synthesized from a monovalent fatty acid of 4 to 18 at a mass ratio of (A) complex ester / (B) polyol ester of 5/95 to 95/5 is contained as a base oil. Refrigeration oil,
Tetrafluoropropene as a refrigerant,
Containing
A working fluid composition for a refrigerator, wherein the refrigerant melt viscosity at a temperature of 80 ° C. and an absolute pressure of 1.6 MPa is 1.5 mm 2 / s or more.
[2] The working fluid composition for a refrigerator according to [1], wherein the polyhydric alcohol constituting the (A) complex ester is neopentyl glycol and / or trimethylolpropane.
[3] The working fluid composition for a refrigerator according to [1] or [2], wherein the polybasic acid constituting the (A) complex ester is adipic acid and / or sebacic acid.
[4] The working fluid composition for a refrigerator according to any one of [1] to [3], wherein the monohydric alcohol constituting the (A) complex ester is an alcohol having 8 to 10 carbon atoms.
[5] Any one of [1] to [4], wherein the (B) polyol ester is an ester synthesized from neopentyl glycol and / or pentaerythritol and a monovalent fatty acid having 4 to 9 carbon atoms. The working fluid composition for a refrigerator according to Item.
[6] The polyol ester (B) is a mixed acid of pentaerythritol, a monovalent fatty acid having 4 carbon atoms and 3,5,5-trimethylhexanoic acid, a monovalent fatty acid having 5 carbon atoms, and 3,5,5- An ester synthesized from a mixed acid of trimethylhexanoic acid or a mixed acid of a monovalent fatty acid having 4 carbon atoms, a monovalent fatty acid having 5 carbon atoms and a mixed acid of 3,5,5-trimethylhexanoic acid. The working fluid composition for a refrigerator according to any one of [1] to [5].

本発明の冷凍機用作動流体組成物は、テトラフルオロプロペン冷媒が溶解して冷凍機油の粘度が低下する厳しい潤滑条件でも耐摩耗性が高く、安定性が良好であり、機器を長期にわたり安定的に使用できるという格別な効果を発揮する。   The working fluid composition for a refrigerator of the present invention has high wear resistance and good stability even under severe lubrication conditions in which the tetrafluoropropene refrigerant dissolves and the viscosity of the refrigerator oil decreases, and the equipment is stable over a long period of time. Demonstrate the special effect that can be used.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明の実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物は、(A)ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも1種の多価アルコールと、炭素数6〜12の多塩基酸と、炭素数4〜18の一価アルコール又は炭素数4〜18の一価脂肪酸とから合成されるコンプレックスエステル、並びに、(B)ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも1種の多価アルコールと、炭素数4〜18の一価脂肪酸とから合成されるポリオールエステルを、前記(A)コンプレックスエステル/前記(B)ポリオールエステルの質量比5/95〜95/5で混合した混合エステルを基油として含有する冷凍機油と、冷媒としてテトラフルオロプロペンと、を含有し、温度80℃、絶対圧力1.6MPaにおける冷媒溶解粘度が1.5mm/s以上のものである。The working fluid composition for a refrigerator according to an embodiment of the present invention includes (A) at least one polyhydric alcohol selected from neopentyl glycol, trimethylolpropane and pentaerythritol, and a polybasic acid having 6 to 12 carbon atoms. And a complex ester synthesized from a monohydric alcohol having 4 to 18 carbon atoms or a monohydric fatty acid having 4 to 18 carbon atoms, and (B) selected from neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol and dipentaerythritol. A polyol ester synthesized from at least one polyhydric alcohol and a monovalent fatty acid having 4 to 18 carbon atoms, the mass ratio of (A) complex ester / (B) polyol ester being 5/95 to 95 / Refrigerating machine oil containing a mixed ester mixed in 5 as a base oil, and a refrigerant Contains a tetrafluoropropene, a temperature of 80 ° C., it is those refrigerant solution viscosity is more than 1.5 mm 2 / s at an absolute pressure 1.6 MPa.

上記のコンプレックスエステルは、従来の冷凍機油と比べて、冷媒が溶けにくいため冷媒との相溶性は低いものの、油膜を厚く維持することができる特性を有する。また、上記のポリオールエステルは、冷媒との相溶性が良好である。本実施形態においては、このように特性(特に冷媒溶解度)の異なるコンプレックスエステルとポリオールエステルとを配合することにより、冷媒共存時の油膜を厚くすることができ、ひいては作動流体の耐摩耗性を高くすることができる。   The complex ester has a characteristic that the oil film can be kept thick although the refrigerant is less soluble than the conventional refrigeration oil and has low compatibility with the refrigerant. Moreover, said polyol ester has favorable compatibility with a refrigerant | coolant. In the present embodiment, by blending complex ester and polyol ester having different characteristics (particularly refrigerant solubility) in this way, the oil film at the time of refrigerant coexistence can be made thicker, and thus the wear resistance of the working fluid is increased. can do.

なお、コンプレックスエステルは、分子量が大きくなるため、粘度の高いエステルとなることから冷媒と相溶しにくく、コンプレッサへの油戻りの点から冷媒との相溶性が必要な冷凍機油の基油としての単独での使用は適していない。本実施形態における特徴の一つは、コンプレックスエステルを、上記のポリオールエステルのように冷媒との相溶性の良好な油と混合することによって特性のバランスをとることを可能としている点にある。   The complex ester has a high molecular weight, so it becomes an ester with high viscosity, so it is not compatible with the refrigerant, and as a base oil for refrigerating machine oil that must be compatible with the refrigerant from the point of oil return to the compressor. It is not suitable for use alone. One of the features of this embodiment is that the properties can be balanced by mixing the complex ester with an oil having good compatibility with the refrigerant, such as the above polyol ester.

コンプレックスエステルの好ましい動粘度は、40℃において20〜500mm/sであり、より好ましい粘度は40〜400mm/sであり、さらに好ましい粘度は50〜300mm/sである。また、粘度指数は、100以上、特には110〜160であることが好ましい。A preferable kinematic viscosity of the complex ester is 20 to 500 mm 2 / s at 40 ° C., a more preferable viscosity is 40 to 400 mm 2 / s, and a further preferable viscosity is 50 to 300 mm 2 / s. Further, the viscosity index is preferably 100 or more, particularly 110 to 160.

コンプレックスエステルの合成方法としては、
(a)多価アルコールと多塩基酸のモル比を調整して多塩基酸のカルボキシル基が残るエステル中間体とし、そのカルボキシル基を一価アルコールでエステル化する方法
(b)多価アルコールと多塩基酸のモル比を調整して多価アルコールの水酸基が残るエステル中間体とし、その水酸基を一価脂肪酸でエステル化する方法
などが挙げられる。上記(b)の方法により得られるコンプレックスエステルは、冷凍機油としての使用時に加水分解すると比較的強い酸が生成するため、上記(a)の方法により得られるコンプレックスエステルに比べて安定性が若干劣ることになる。本実施形態におけるコンプレックスエステルとしては、安定性のより高い、上記(a)の方法により得られるコンプレックスエステルが好ましい。
As a method for synthesizing complex esters,
(A) A method in which the molar ratio between the polyhydric alcohol and the polybasic acid is adjusted to obtain an ester intermediate in which the carboxyl group of the polybasic acid remains, and the carboxyl group is esterified with a monohydric alcohol (b) the polyhydric alcohol and the polybasic acid Examples thereof include a method in which the molar ratio of the basic acid is adjusted to obtain an ester intermediate in which the hydroxyl group of the polyhydric alcohol remains, and the hydroxyl group is esterified with a monovalent fatty acid. The complex ester obtained by the method (b) is slightly inferior in stability to the complex ester obtained by the method (a) because a relatively strong acid is generated when hydrolyzed during use as a refrigerating machine oil. It will be. As the complex ester in the present embodiment, a complex ester obtained by the method (a) having higher stability is preferable.

コンプレックスエステルを構成する多価アルコールとしては、基油として好適な粘度とするために、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパンが好ましい。なお、4価のペンタエリスリトールを用いた場合、ネオペンチルグリコール及びトリメチロールプロパンと比較して、得られるコンプレックスエステルの粘度が高く、低温特性も劣る傾向にある。さらには、幅広く粘度調整のできるネオペンチルグリコールがより好ましい。   As the polyhydric alcohol constituting the complex ester, neopentyl glycol and trimethylolpropane are preferable in order to obtain a viscosity suitable as a base oil. In addition, when tetravalent pentaerythritol is used, compared with neopentyl glycol and trimethylol propane, the viscosity of the resulting complex ester tends to be high and the low-temperature characteristics tend to be inferior. Furthermore, neopentyl glycol which can adjust viscosity widely is more preferable.

また、コンプレックスエステルを構成する多価アルコールが、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも1種に加えて、ネオペンチルグリコール以外の炭素数が2〜10の二価アルコールを更に含有すると、潤滑性の向上をはかることができ、好ましい。ネオペンチルグリコール以外の炭素数が2〜10の二価アルコールとしては、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−ペンタンジオールなどが挙げられ、合成された基油の特性バランスの良いブタンジオールが好ましく、ブタンジオールは1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオールなどがあるが、特性面から1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールがより好ましい。ネオペンチルグリコール以外の炭素数が2〜10の二価アルコールは、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールから選ばれる多価アルコール1モルに対して、1.2モル以下、特には0.8モル以下、さらには0.4モル以下が好ましい。   The polyhydric alcohol constituting the complex ester further contains a dihydric alcohol having 2 to 10 carbon atoms other than neopentyl glycol in addition to at least one selected from neopentyl glycol, trimethylolpropane, and pentaerythritol. Then, the lubricity can be improved, which is preferable. Examples of the dihydric alcohol having 2 to 10 carbon atoms other than neopentyl glycol include ethylene glycol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1, 5-pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-pentanediol and the like, butanediol having a well-balanced characteristic of the synthesized base oil is preferable, butanediol is 1,2-butanediol, 1,3 -Butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol and the like are preferable, but 1,3-butanediol and 1,4-butanediol are more preferable in view of characteristics. The dihydric alcohol having 2 to 10 carbon atoms other than neopentyl glycol is 1.2 mol or less, particularly 0.8, with respect to 1 mol of polyhydric alcohol selected from neopentyl glycol, trimethylolpropane and pentaerythritol. It is preferably not more than mol, more preferably not more than 0.4 mol.

コンプレックスエステルを構成する多塩基酸は、炭素数が6〜12の多塩基酸である。かかる多塩基酸としては、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、トリメリット酸などが挙げられるが、合成されたエステルの特性バランスが優れ、入手性のよいアジピン酸、セバシン酸が好ましく、なかでも、アジピン酸がより好ましい。この多塩基酸は、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールから選ばれる多価アルコール1モルに対して、0.4〜4モル、特には0.5モル〜3モル、さらには0.6モル〜2.5モルが好ましい。   The polybasic acid constituting the complex ester is a polybasic acid having 6 to 12 carbon atoms. Examples of such polybasic acids include adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, trimellitic acid, and the like. Sebacic acid is preferred, and adipic acid is more preferred. This polybasic acid is 0.4 to 4 mol, particularly 0.5 to 3 mol, more preferably 0.6 to 1 mol of polyhydric alcohol selected from neopentyl glycol, trimethylolpropane and pentaerythritol. Mole to 2.5 mol is preferred.

上記の多価アルコールと多塩基酸との反応により生成するコンプレックスエステル中間体において、カルボキシル基が残っている場合、当該カルボキシル基は炭素数4〜18の一価アルコールによりエステル化される。炭素数4〜18の一価アルコールとしては、直鎖または分岐のブタノール、直鎖または分岐のペンタノール、直鎖または分岐のヘキサノール、直鎖または分岐のヘプタノール、直鎖または分岐のオクタノール、直鎖または分岐のノナノール、直鎖または分岐のデカノール、直鎖または分岐のドデカノール、オレイルアルコールなど脂肪族アルコールが挙げられる。特性バランスから好ましくは炭素数6〜10、特には炭素数8〜10の一価アルコールであり、なかでも2−エチルヘキサノールおよび3,5,5−トリメチルヘキサノールが、合成されたコンプレックスエステルの良好な低温特性の点から好ましい。   In the complex ester intermediate produced by the reaction between the polyhydric alcohol and the polybasic acid, when a carboxyl group remains, the carboxyl group is esterified with a monohydric alcohol having 4 to 18 carbon atoms. Examples of the monohydric alcohol having 4 to 18 carbon atoms include linear or branched butanol, linear or branched pentanol, linear or branched hexanol, linear or branched heptanol, linear or branched octanol, linear Or aliphatic alcohols, such as branched nonanol, linear or branched decanol, linear or branched dodecanol, and oleyl alcohol. From the balance of properties, it is preferably a monohydric alcohol having 6 to 10 carbon atoms, particularly 8 to 10 carbon atoms. Among them, 2-ethylhexanol and 3,5,5-trimethylhexanol are good in the synthesized complex ester. It is preferable from the viewpoint of low temperature characteristics.

また、上記の多価アルコールと多塩基酸との反応により生成するコンプレックスエステル中間体において、水酸基が残っている場合、当該水酸基は炭素数4〜18の一価脂肪酸によりエステル化される。炭素数4〜18の一価脂肪酸としては、直鎖または分岐のブタン酸、直鎖または分岐のペンタン酸、直鎖または分岐のヘキサン酸、直鎖または分岐のヘプタン酸、直鎖または分岐のオクタン酸、直鎖または分岐のノナン酸、直鎖または分岐のデカン酸、直鎖または分岐のドデカン酸、オレイン酸などが挙げられる。好ましくは炭素数8〜10の一価脂肪酸であり、なかでも2−エチルヘキサン酸および3,5,5−トリメチルヘキサン酸が低温特性の点から好ましい。   Moreover, in the complex ester intermediate produced | generated by reaction of said polyhydric alcohol and polybasic acid, when a hydroxyl group remains, the said hydroxyl group is esterified with a C1-C18 monohydric fatty acid. Examples of the monovalent fatty acid having 4 to 18 carbon atoms include linear or branched butanoic acid, linear or branched pentanoic acid, linear or branched hexanoic acid, linear or branched heptanoic acid, linear or branched octane Examples thereof include acid, linear or branched nonanoic acid, linear or branched decanoic acid, linear or branched dodecanoic acid, and oleic acid. Preferred are monovalent fatty acids having 8 to 10 carbon atoms, among which 2-ethylhexanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid are preferred from the viewpoint of low temperature characteristics.

一方、本実施形態におけるポリオールエステルは、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも1種の多価アルコールと、炭素数4〜18の一価脂肪酸とから合成されるポリオールエステルである。   On the other hand, the polyol ester in this embodiment is synthesized from at least one polyhydric alcohol selected from neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, and dipentaerythritol, and a monovalent fatty acid having 4 to 18 carbon atoms. Polyol ester.

ポリオールエステルを構成する多価アルコールとしては、特性のバランスの点から、トリメチロールプロパンおよびペンタエリスリトールが好ましく、ペンタエリスリトールがより好ましい。   As the polyhydric alcohol constituting the polyol ester, trimethylolpropane and pentaerythritol are preferable, and pentaerythritol is more preferable from the viewpoint of balance of characteristics.

ポリオールエステルを構成する炭素数4〜18の一価脂肪酸としては、直鎖または分岐のブタン酸、直鎖または分岐のペンタン酸、直鎖または分岐のヘキサン酸、直鎖または分岐のヘプタン酸、直鎖または分岐のオクタン酸、直鎖または分岐のノナン酸、直鎖または分岐のデカン酸、直鎖または分岐のドデカン酸、オレイン酸などが挙げられる。低温特性の点から好ましくは炭素数4〜9の一価脂肪酸であり、特には分岐のブタン酸、分岐のペンタン酸、分岐のヘキサン酸、分岐のヘプタン酸、2−エチルヘキサン酸および3,5,5−トリメチルヘキサン酸がより好ましい。特には炭素数4又は5の飽和一価脂肪酸が好ましい。   Examples of the monovalent fatty acid having 4 to 18 carbon atoms constituting the polyol ester include linear or branched butanoic acid, linear or branched pentanoic acid, linear or branched hexanoic acid, linear or branched heptanoic acid, direct Examples include chain or branched octanoic acid, linear or branched nonanoic acid, linear or branched decanoic acid, linear or branched dodecanoic acid, and oleic acid. From the viewpoint of low-temperature characteristics, it is preferably a monovalent fatty acid having 4 to 9 carbon atoms, particularly branched butanoic acid, branched pentanoic acid, branched hexanoic acid, branched heptanoic acid, 2-ethylhexanoic acid and 3,5 , 5-trimethylhexanoic acid is more preferred. In particular, a saturated monovalent fatty acid having 4 or 5 carbon atoms is preferred.

冷媒との相溶性の点から最も好ましくは、多価アルコールがペンタエリスリトールであり、一価脂肪酸が炭素数4〜9の分岐脂肪酸の混合酸から合成されるポリオールエステルである。   Most preferable from the viewpoint of compatibility with the refrigerant, the polyhydric alcohol is pentaerythritol, and the monovalent fatty acid is a polyol ester synthesized from a mixed acid of a branched fatty acid having 4 to 9 carbon atoms.

本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物において、上記のコンプレックスエステルの含有量を(A)とし、上記のポリオールエステルの含有量を(B)とすると、(A)/(B)は質量比で5/95〜95/5であり、それぞれのエステルの特性をより生かすため潤滑性の点からは、50/50〜95/5が好ましく、冷媒との相溶性の点からは50/50〜5/95が好ましい。   In the working fluid composition for a refrigerator according to the present embodiment, when the content of the complex ester is (A) and the content of the polyol ester is (B), (A) / (B) is mass. The ratio is 5/95 to 95/5, and 50/50 to 95/5 is preferable from the viewpoint of lubricity in order to make better use of the characteristics of each ester, and 50/50 from the viewpoint of compatibility with the refrigerant. ~ 5/95 is preferred.

本実施形態における冷凍機油の40℃における動粘度は、好ましくは3〜500mm/s、より好ましくは8〜150mm/s、さらに好ましくは20〜100mm/sである。また、冷凍機油の粘度指数は50以上が、特には80〜120が好ましい。The kinematic viscosity at 40 ° C. of the refrigerating machine oil in the present embodiment is preferably 3 to 500 mm 2 / s, more preferably 8 to 150 mm 2 / s, and still more preferably 20 to 100 mm 2 / s. Further, the viscosity index of the refrigerating machine oil is preferably 50 or more, particularly preferably 80 to 120.

本実施形態における冷凍機油の流動点は、好ましくは−10℃以下であり、より好ましくは−20℃以下である。   The pour point of the refrigerating machine oil in the present embodiment is preferably −10 ° C. or lower, more preferably −20 ° C. or lower.

本実施形態における冷凍機油の酸価は、冷凍機又は配管に用いられている金属への腐食を防止し、冷凍機油自身の劣化を抑制するために、好ましくは0.1mgKOH/g以下、より好ましくは0.05mgKOH/g以下とすることができる。なお、本発明における酸価とはJIS K2501「酸価試験方法」に準拠して測定した酸価を意味する。   The acid value of the refrigerating machine oil in the present embodiment is preferably 0.1 mgKOH / g or less, more preferably, in order to prevent corrosion of the metal used in the refrigerating machine or piping and to suppress deterioration of the refrigerating machine oil itself. May be 0.05 mgKOH / g or less. In addition, the acid value in this invention means the acid value measured based on JISK2501 "acid value test method".

また、本実施形態における冷凍機油の引火点は、好ましくは120℃以上、より好ましくは200℃以上である。   Moreover, the flash point of the refrigerating machine oil in the present embodiment is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher.

また、本実施形態における冷凍機油の水分含有量は、好ましくは200ppm以下、より好ましくは100ppm以下、最も好ましくは50ppm以下である。特に密閉型の冷凍機に用いる場合には、冷凍機油の安定性や電気絶縁性への観点から、水分含有量が少ないことが求められる。   In addition, the water content of the refrigerating machine oil in the present embodiment is preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, and most preferably 50 ppm or less. In particular, when used in a hermetic refrigerator, the moisture content is required to be low from the viewpoint of stability of the refrigerator oil and electrical insulation.

また、本実施形態における冷凍機油は、上記のコンプレックスエステルおよびポリオールエステルに加えて、鉱油系基油、合成系基油などの他の基油を更に含有してもよい。上記のコンプレックスエステルおよびポリオールエステルの合計含有量は、冷凍機油の80質量%以上、特には95質量%以上が好ましい。   Moreover, the refrigerating machine oil in this embodiment may further contain other base oils such as mineral oil base oil and synthetic base oil in addition to the complex ester and polyol ester. The total content of the complex ester and the polyol ester is preferably 80% by mass or more, particularly 95% by mass or more of the refrigerating machine oil.

冷凍機の場合は、前述したように地球温暖化防止の観点からGWPの高い現行のHFC冷媒から、低GWPの冷媒に移行する動きにあり、それらに適応する冷凍機油が必要となり、冷媒と冷凍機油が混合された好適な作動流体が求められている。本発明では、冷媒としてテトラフルオロプロペンを含有するものであり、冷媒中のテトラフルオロプロペンの含有量は60〜100質量%、特には80〜100質量%が好ましい。テトラフルオロプロペン(HFO−1234)としては、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)、1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze)、1,2,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ye)などを用いることができる。   In the case of a refrigerator, as described above, from the viewpoint of preventing global warming, the current HFC refrigerant with a high GWP is moving to a refrigerant with a low GWP, and a refrigerator oil adapted to them is required. There is a need for a suitable working fluid mixed with machine oil. In the present invention, tetrafluoropropene is contained as a refrigerant, and the content of tetrafluoropropene in the refrigerant is preferably 60 to 100% by mass, particularly preferably 80 to 100% by mass. As tetrafluoropropene (HFO-1234), 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf), 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze), 1,2,3 , 3-tetrafluoropropene (HFO-1234ye) and the like can be used.

本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物における冷凍機油組成物と冷媒との配合割合は特に制限されないが、冷媒100質量部に対して冷凍機油組成物が好ましくは1〜500質量部、より好ましくは2〜400質量部である。   The blending ratio of the refrigerating machine oil composition and the refrigerant in the working fluid composition for a refrigerating machine according to the present embodiment is not particularly limited, but the refrigerating machine oil composition is preferably 1 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refrigerant. Preferably it is 2-400 mass parts.

本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物の温度80℃、絶対圧力1.6MPaにおける冷媒溶解粘度は、1.5mm/s以上であり、好ましくは1.7mm/s以上であり、通常は15.0mm/s以下である。The refrigerant viscosity at a temperature of 80 ° C. and an absolute pressure of 1.6 MPa of the working fluid composition for a refrigerator according to the present embodiment is 1.5 mm 2 / s or more, preferably 1.7 mm 2 / s or more, Usually, it is 15.0 mm 2 / s or less.

本実施形態に係る作動流体組成物は、耐摩耗性をさらに向上させるために、各種添加剤を含有することができる。好適な添加剤としてリン酸エステルがあり、なかでも好ましい化合物としてはトリフェニルフォスフェート(TPP)、トリクレジルフォスフェート(TCP)である。   The working fluid composition according to the present embodiment can contain various additives in order to further improve the wear resistance. Suitable additives include phosphate esters, and particularly preferred compounds are triphenyl phosphate (TPP) and tricresyl phosphate (TCP).

また、好適な硫黄系添加剤としてはスルフィドがあり、そのスルフィド化合物としては多種あるが、モノスルフィド化合物が好ましい。例えば、ジスルフィド化合物のような活性の高い硫黄化合物は冷凍機油の安定性を悪化させ、冷凍機器内部に多く使用されている銅を変質させるからである。   A suitable sulfur-based additive is sulfide, and there are various types of sulfide compounds, but monosulfide compounds are preferable. For example, a highly active sulfur compound such as a disulfide compound deteriorates the stability of refrigerating machine oil and alters the copper used in the refrigeration equipment.

本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物は、上記の添加剤以外にも、本発明の目的が損なわれない範囲で、従来から潤滑油に用いられている、酸化防止剤、摩擦調整剤、摩耗防止剤、極圧剤、防錆剤、金属不活性化剤、消泡剤などの添加剤を、より性能を向上させるために含有することができる。   The working fluid composition for a refrigerator according to the present embodiment includes, in addition to the above-described additives, an antioxidant and a friction modifier that have been conventionally used in lubricating oils as long as the object of the present invention is not impaired. Additives such as antiwear agents, extreme pressure agents, rust preventive agents, metal deactivators, and antifoaming agents can be included to further improve performance.

酸化防止剤としてはジ−tert.ブチル−p−クレゾールのようなフェノール系化合物、アルキルジフェニルアミンのようなアミン系化合物などを含有することができる。特に、フェノール系化合物酸化防止剤を冷凍機油全量基準で0.02〜0.5質量%含有させることが好ましい。   Antioxidants include di-tert. A phenolic compound such as butyl-p-cresol and an amine compound such as alkyldiphenylamine can be contained. In particular, the phenolic compound antioxidant is preferably contained in an amount of 0.02 to 0.5% by mass based on the total amount of refrigerating machine oil.

摩擦調整剤としては脂肪族アミン、脂肪族アミド、脂肪族イミド、アルコール、エステル、酸性リン酸エステルアミン塩、亜リン酸エステルアミン塩など、摩耗防止剤としてはジアルキルジチオリン酸亜鉛など、極圧剤としては硫化オレフィン、硫化油脂など、防錆剤としてはアルケニルコハク酸エステル又は部分エステルなど、金属不活性化剤としてはベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール誘導体など、消泡剤としてはシリコーン化合物、ポリエステル化合物などがそれぞれ挙げられる。   Extreme pressure agents such as aliphatic amines, aliphatic amides, aliphatic imides, alcohols, esters, acidic phosphate ester amine salts, phosphite ester amine salts as friction modifiers, zinc dialkyldithiophosphates as antiwear agents As sulfurized olefins, sulfurized fats and oils, rust preventives such as alkenyl succinic acid esters or partial esters, metal deactivators such as benzotriazole and benzotriazole derivatives, antifoaming agents such as silicone compounds and polyester compounds Each is listed.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all.

[実施例1〜8、比較例1〜3]
実施例1〜8および比較例1〜3においては、まず、次に示す基材を用いて表1〜2に示す組成を有する基油を調製した。
[A]コンプレックスエステル
(A−1)ネオペンチルグリコール(1モル)と1,4−ブタンジオール(0.3モル)にアジピン酸(2.4モル)を反応させたエステル中間体に、さらに3,5,5−トリメチルヘキサノール(2.5モル)を反応させ、残存した未反応物を蒸留で除去して得たエステル(40℃における動粘度67.8mm/s、粘度指数145)。
(A−2)トリメチロールプロパン(1モル)と1,3−ブタンジオール(0.2モル)にセバシン酸(2.4モル)を反応させたエステル中間体に、さらにノルマルヘプタノール(1.6モル)を反応させ、残存した未反応物を蒸留で除去して得たエステル(40℃における動粘度77.3mm/s、粘度指数148)。
(A−3)トリメチロールプロパン(1モル)にアジピン酸(2.4モル)を反応させたエステル中間体に、さらに2−エチルヘキサノール(2.0モル)を反応させ、残存した未反応物を蒸留で除去して得たエステル(40℃における動粘度68.8mm/s、粘度指数120)。
(A−4)ネオペンチルグリコール(1モル)にアジピン酸(0.8モル)を反応させたエステル中間体に、さらに3,5,5−トリメチルヘキサン酸(0.5モル)を反応させ、残存した未反応物を蒸留で除去して得たエステル(40℃における動粘度71.5mm/s、粘度指数114)。
[B]ポリオールエステル
(B−1)ペンタエリスリトールと、2−メチルプロパン酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸がモル比で35:65の混合酸とのエステル(40℃における動粘度69.4mm/s、粘度指数95)
(B−2)ペンタエリスリトールと、2−エチルヘキサン酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸がモル比で45:55の混合酸とのエステル(40℃における動粘度70.1mm/s、粘度指数90)
(B−3)ネオペンチルグリコールと、2−エチルヘキサン酸のエステル(40℃における動粘度8.3mm/s、粘度指数56)
(B−4)ペンタエリスリトールと、ペンタン酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸がモル比で40:60の混合酸とのエステル(40℃における動粘度53.8mm/s、粘度指数99)
[Examples 1-8, Comparative Examples 1-3]
In Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3, first, base oils having compositions shown in Tables 1 and 2 were prepared using the following base materials.
[A] Complex ester (A-1) An ester intermediate obtained by reacting neopentyl glycol (1 mol) and 1,4-butanediol (0.3 mol) with adipic acid (2.4 mol), , 5,5-trimethylhexanol (2.5 mol) and the remaining unreacted product was removed by distillation (kinematic viscosity at 40 ° C. 67.8 mm 2 / s, viscosity index 145).
(A-2) An ester intermediate obtained by reacting trimethylolpropane (1 mol) and 1,3-butanediol (0.2 mol) with sebacic acid (2.4 mol) is further mixed with normal heptanol (1. 6 mol) is reacted, and the remaining unreacted product is removed by distillation (kinematic viscosity at 40 ° C. 77.3 mm 2 / s, viscosity index 148).
(A-3) 2-ethylhexanol (2.0 mol) was further reacted with an ester intermediate obtained by reacting adipic acid (2.4 mol) with trimethylolpropane (1 mol), and the remaining unreacted product Was obtained by distilling off an ester (kinematic viscosity at 40 ° C. 68.8 mm 2 / s, viscosity index 120).
(A-4) An ester intermediate obtained by reacting neopentyl glycol (1 mol) with adipic acid (0.8 mol) is further reacted with 3,5,5-trimethylhexanoic acid (0.5 mol), An ester obtained by removing the remaining unreacted substance by distillation (kinematic viscosity at 40 ° C. 71.5 mm 2 / s, viscosity index 114).
[B] Polyester (B-1) An ester of pentaerythritol and a mixed acid of 2-methylpropanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid in a molar ratio of 35:65 (kinematic viscosity at 40 ° C. 69. 4 mm 2 / s, viscosity index 95)
(B-2) Esters of pentaerythritol, 2-ethylhexanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid in a molar ratio of 45:55 (kinematic viscosity at 40 ° C. 70.1 mm 2 / s, Viscosity index 90)
(B-3) Neopentyl glycol and ester of 2-ethylhexanoic acid (kinematic viscosity at 40 ° C. 8.3 mm 2 / s, viscosity index 56)
(B-4) An ester of pentaerythritol, pentanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid in a molar ratio of 40:60 (kinematic viscosity at 40 ° C. 53.8 mm 2 / s, viscosity index 99 )

これらの基油のうち[A]、[B]のエステルの合成反応は触媒、溶剤を使用せずに行い、最終工程で吸着処理(白土処理)による微量の不純物除去を行った。なお、動粘度及び粘度指数はJIS K2283に準拠し測定、計算した。   Of these base oils, the synthesis reaction of the esters [A] and [B] was carried out without using a catalyst and a solvent, and a trace amount of impurities was removed by adsorption treatment (white clay treatment) in the final step. The kinematic viscosity and the viscosity index were measured and calculated according to JIS K2283.

次に、実施例1〜8及び比較例1〜3の各基油に、酸化防止剤であるジ−tert.ブチル−p−クレゾール(DBPC)を、いずれの場合も0.1質量%配合して冷凍機油を調製した。   Next, the base oils of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 were mixed with di-tert. Refrigerating machine oil was prepared by blending 0.1% by mass of butyl-p-cresol (DBPC) in each case.

実施例1〜8及び比較例1〜3の冷凍機油について、溶解粘度の測定を次のように行った。   About the refrigerating machine oil of Examples 1-8 and Comparative Examples 1-3, the melt viscosity was measured as follows.

(冷媒溶解粘度の測定)
振動式粘度計を入れた200mlの耐圧容器に冷凍機油100gを入れ、容器内を真空脱気した後、HFO−1234yf冷媒を入れて作動流体組成物を調製し、温度80℃、絶対圧力1.6MPaの条件に冷媒の圧力と耐圧容器の温度を調整して、粘度測定を行った。得られた結果を表1〜2に示す。
(Measurement of refrigerant melt viscosity)
100 g of refrigerating machine oil is put into a 200 ml pressure vessel containing a vibration type viscometer, the inside of the vessel is vacuum degassed, and then a HFO-1234yf refrigerant is put into a working fluid composition to prepare a working fluid composition at a temperature of 80 ° C. and an absolute pressure of 1. Viscosity was measured by adjusting the pressure of the refrigerant and the temperature of the pressure vessel under the condition of 6 MPa. The obtained result is shown to Tables 1-2.

Figure 0006067103
Figure 0006067103

Figure 0006067103
Figure 0006067103

実施例1〜8の作動流体組成物は冷媒溶解粘度が高いことがわかる。   It turns out that the working fluid composition of Examples 1-8 has a high refrigerant | coolant melt viscosity.

また、実施例1〜8の冷凍機油について、以下の潤滑性試験により潤滑性(耐摩耗性)が良好であることを確認している。   Moreover, about the refrigerating machine oil of Examples 1-8, it has confirmed that the lubricity (wear resistance) is favorable by the following lubricity tests.

(潤滑性試験)
試験機:神鋼造機(株)製の高圧雰囲気摩擦試験機(回転ベーン材と固定ディスク材との回転しゅう動方式)
油量:600ml
試験温度:110℃
回転数:500rpm
負荷荷重:80kgf
試験時間:1時間
ベーン材:SKH−51
ディスク材:FC250
冷媒:HFO−1234yf
試験容器内圧力:1.6MPa
(Lubricity test)
Testing machine: High-pressure atmosphere friction testing machine manufactured by Shinko Engineering Co., Ltd. (rotating sliding method with rotating vane material and fixed disk material)
Oil volume: 600ml
Test temperature: 110 ° C
Rotation speed: 500rpm
Load load: 80kgf
Test time: 1 hour Vane material: SKH-51
Disc material: FC250
Refrigerant: HFO-1234yf
Test container pressure: 1.6 MPa

本発明の冷凍機用作動流体組成物は、テトラフルオロプロペン冷媒溶解時の粘度が高く、潤滑性を大幅に向上させるという格段の効果を有する。したがって、コンプレッサ、凝縮器、絞り装置、蒸発器等を有し、これらの間で冷媒を循環させる冷却効率の高い冷凍・空調システムで、特には、ロータリータイプ、スイングタイプ、スクロールタイプ等のコンプレッサを有するシステムにおいて好適に用いることができ、ルームエアコン、パッケージエアコン、冷蔵庫、カーエアコン、産業用冷凍機等の分野で有用である。   The working fluid composition for a refrigerator according to the present invention has a remarkable effect that the viscosity at the time of dissolution of the tetrafluoropropene refrigerant is high and the lubricity is greatly improved. Therefore, a refrigeration / air conditioning system with a high cooling efficiency that has a compressor, a condenser, a throttle device, an evaporator, etc., and circulates a refrigerant between them, especially a rotary type, a swing type, a scroll type compressor, etc. The present invention can be suitably used in a system including a room air conditioner, a packaged air conditioner, a refrigerator, a car air conditioner, and an industrial refrigerator.

Claims (5)

(A)ネオペンチルグリコール及びトリメチロールプロパンから選ばれる少なくとも1種の多価アルコールと、炭素数6〜12の多塩基酸と、炭素数4〜18の一価アルコール又は炭素数が4〜18の一価脂肪酸とから合成されるコンプレックスエステルであって、40℃における動粘度が40〜400mm /sであるコンプレックスエステル、並びに、(B)ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも1種の多価アルコールと、炭素数4〜18の一価脂肪酸とから合成されるポリオールエステルを、前記(A)コンプレックスエステル/前記(B)ポリオールエステルの質量比5/95〜95/5で混合した混合エステルを基油として含有する冷凍機油と、
冷媒としてテトラフルオロプロペンと、を含有し、
温度80℃、絶対圧力1.6MPaにおける冷媒溶解粘度が1.5mm/s以上である、冷凍機用作動流体組成物。
(A) at least one polyhydric alcohol selected neopentyl glycol and trimethylol propane or al, polybasic acids having 6 to 12 carbon atoms, monohydric alcohols or carbon number of 4 to 18 carbon atoms 4 A complex ester synthesized from 18 monovalent fatty acids having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 40 to 400 mm 2 / s , and (B) neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol and diester A polyol ester synthesized from at least one polyhydric alcohol selected from pentaerythritol and a monohydric fatty acid having 4 to 18 carbon atoms is converted into a mass ratio of 5 / (complex ester) / (B) polyol ester. Refrigeration containing mixed ester mixed at 95-95 / 5 as base oil And oil,
Containing tetrafluoropropene as a refrigerant,
A working fluid composition for a refrigerator, wherein the refrigerant melt viscosity at a temperature of 80 ° C. and an absolute pressure of 1.6 MPa is 1.5 mm 2 / s or more.
前記(A)コンプレックスエステルを構成する多塩基酸がアジピン酸及び/又はセバシン酸である、請求項に記載の冷凍機用作動流体組成物。 The working fluid composition for a refrigerator according to claim 1 , wherein the polybasic acid constituting the (A) complex ester is adipic acid and / or sebacic acid. 前記(A)コンプレックスエステルを構成する前記一価アルコールが炭素数8〜10のアルコールである、請求項1又は2に記載の冷凍機用作動流体組成物。 The working fluid composition for a refrigerator according to claim 1 or 2 , wherein the monohydric alcohol constituting the (A) complex ester is an alcohol having 8 to 10 carbon atoms. 前記(B)ポリオールエステルが、ネオペンチルグリコール及び/又はペンタエリスリトールと、炭素数4〜9の一価脂肪酸とから合成されるエステルである、請求項1〜のいずれか一項に記載の冷凍機用作動流体組成物。 The refrigeration according to any one of claims 1 to 3 , wherein the (B) polyol ester is an ester synthesized from neopentyl glycol and / or pentaerythritol and a monovalent fatty acid having 4 to 9 carbon atoms. Working fluid composition for machinery. 前記(B)ポリオールエステルが、ペンタエリスリトールと、炭素数4の一価脂肪酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸の混合酸、炭素数5の一価脂肪酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸の混合酸、又は、炭素数4の一価脂肪酸、炭素数5の一価脂肪酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸の混合酸のいずれかの混合酸とから合成されるエステルである、請求項1〜のいずれか一項に記載の冷凍機用作動流体組成物。 The (B) polyol ester is pentaerythritol, a mixed acid of a monovalent fatty acid having 4 carbon atoms and 3,5,5-trimethylhexanoic acid, a monovalent fatty acid having 5 carbon atoms and 3,5,5-trimethylhexanoic acid Or an ester synthesized from any one of a mixed acid of a monovalent fatty acid having 4 carbon atoms, a monovalent fatty acid having 5 carbon atoms and a mixed acid of 3,5,5-trimethylhexanoic acid. Item 5. The working fluid composition for a refrigerator according to any one of Items 1 to 4 .
JP2015508309A 2013-03-25 2014-03-14 Working fluid composition for refrigerator Active JP6067103B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013062527 2013-03-25
JP2013062527 2013-03-25
PCT/JP2014/056970 WO2014156737A1 (en) 2013-03-25 2014-03-14 Working fluid composition for refrigerator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6067103B2 true JP6067103B2 (en) 2017-01-25
JPWO2014156737A1 JPWO2014156737A1 (en) 2017-02-16

Family

ID=51623718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015508309A Active JP6067103B2 (en) 2013-03-25 2014-03-14 Working fluid composition for refrigerator

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9719001B2 (en)
EP (1) EP2980191B1 (en)
JP (1) JP6067103B2 (en)
KR (2) KR102002763B1 (en)
CN (1) CN105189714B (en)
BR (1) BR112015020797A2 (en)
TW (1) TWI608091B (en)
WO (1) WO2014156737A1 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016052338A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Lubricant base oil and refrigerator oil
US9683158B2 (en) * 2015-06-26 2017-06-20 Lanxess Solutions Us, Inc. Working fluids comprising fluorinated olefins and polyol esters
JP6615526B2 (en) * 2015-07-31 2019-12-04 Jxtgエネルギー株式会社 Refrigerator oil and working fluid composition for refrigerator
JP6736019B2 (en) * 2016-02-08 2020-08-05 Eneos株式会社 Refrigerator, method for manufacturing refrigerator, and method for improving COP
JP6970387B2 (en) * 2016-06-14 2021-11-24 日油株式会社 Lubricating oil base oil
CN107964444A (en) * 2016-10-20 2018-04-27 上海海立电器有限公司 A kind of refrigerated machine oil composition, fluid composition, compressor and refrigeration plant
WO2018105575A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-14 日油株式会社 Refrigerating machine oil composition, and working fluid composition for refrigerating machines containing same
EP3704217B1 (en) * 2017-11-03 2023-11-29 Council Of Scientific & Industrial Research Ecofriendly and biodegradable lubricant formulation and process for preparation thereof
FR3077773B1 (en) 2018-02-15 2023-05-26 Arkema France PROCESS FOR HEATING AND/OR AIR CONDITIONING A VEHICLE
FR3077822B1 (en) 2018-02-15 2020-07-24 Arkema France REPLACEMENT HEAT TRANSFER COMPOSITIONS FOR R-134A
EP3778842A4 (en) * 2018-04-02 2021-09-01 Eneos Corporation Refrigerator, refrigerator oil, working fluid composition for refrigerator
TWI699432B (en) * 2018-11-09 2020-07-21 百達精密化學股份有限公司 Base oil and lubricant

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07507346A (en) * 1992-06-03 1995-08-10 ヘンケル・コーポレイション Compounded polyol ester lubricant for refrigerant heat transfer fluids
JP2012508807A (en) * 2008-11-13 2012-04-12 ケムチュア コーポレイション Lubricant for cooling system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449406B1 (en) * 1990-01-31 1997-04-09 Tonen Corporation Esters as lubricants for a haloalkane refrigerant
JPH03252497A (en) 1990-02-28 1991-11-11 Tonen Corp Lubricating oil for refrigerator
ATE184310T1 (en) 1992-06-03 1999-09-15 Henkel Corp POLYOL/ESTER MIXTURE AS A LUBRICANT FOR HEAT TRANSFER FLUIDS IN REFRIGERANT SYSTEMS
US5922658A (en) 1996-09-06 1999-07-13 Exxon Chemical Patents Inc. Two-cycle engine oil formed from a blend of a complex alcohol ester and other basestocks
JP2009074018A (en) * 2007-02-27 2009-04-09 Nippon Oil Corp Refrigerator oil and working fluid composition for refrigerator
JP5592597B2 (en) 2008-03-17 2014-09-17 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Refrigerator oil and working fluid composition for refrigerator
IN2012DN02250A (en) * 2009-10-07 2015-08-21 Chemtura Corp
JP2012031239A (en) 2010-07-29 2012-02-16 Hitachi Appliances Inc Compressor for refrigeration and air-conditioning, and refrigeration and air-conditioning apparatus
JP5631702B2 (en) 2010-11-10 2014-11-26 花王株式会社 Lubricating base oil
JP5681659B2 (en) * 2012-03-02 2015-03-11 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Working fluid composition for refrigerator, refrigerator oil and method for producing the same
IN2015DN00658A (en) * 2012-07-26 2015-06-26 Jx Nippon Oil & Energy Corp

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07507346A (en) * 1992-06-03 1995-08-10 ヘンケル・コーポレイション Compounded polyol ester lubricant for refrigerant heat transfer fluids
JP2012508807A (en) * 2008-11-13 2012-04-12 ケムチュア コーポレイション Lubricant for cooling system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2980191A4 (en) 2016-04-06
CN105189714B (en) 2018-07-17
BR112015020797A2 (en) 2017-07-18
KR20150138188A (en) 2015-12-09
WO2014156737A1 (en) 2014-10-02
TWI608091B (en) 2017-12-11
JPWO2014156737A1 (en) 2017-02-16
US9719001B2 (en) 2017-08-01
US20160053153A1 (en) 2016-02-25
CN105189714A (en) 2015-12-23
KR102002763B1 (en) 2019-07-23
TW201439298A (en) 2014-10-16
KR20170081192A (en) 2017-07-11
EP2980191A1 (en) 2016-02-03
EP2980191B1 (en) 2021-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5980951B2 (en) Working fluid composition for refrigerator
JP6067103B2 (en) Working fluid composition for refrigerator
JP6072896B2 (en) Working fluid composition for refrigerator
JP6456307B2 (en) Working fluid composition for refrigerator and refrigerator oil
JP6615526B2 (en) Refrigerator oil and working fluid composition for refrigerator

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161031

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6067103

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250